Introduktion
Riktlinjer
Säkerhet

Materiel
Förarbete
Utförande
Förklaring
Bakgrundsfakta
Fler experiment
Referenser


[ Tillbaka till start | Tillbaka till experimenten ]
[ Utskriftsvänlig version (nytt fönster) ]


Superabsorbenter i blöjor

Av: Ulrika Gjertz, Nicklas Burman


Irriterande Miljöfarligt
Tid för förberedelser: 10 minuter Tid för genomförandet: 40 minuter
Antal tillfällen: 1 Svårighetsgrad: Busenkelt
Säkerhetsfaktor: Utföres med normal varsamhet

Introduktion Gå till: Riktlinjer

Experimentet handlar om superabsorbenter, det material som finns i nya blöjsorter och som kan suga upp mycket vätska, ca 30 gånger mer än sin egen vikt i urin.

Laborationen går ut på att man helt enkelt klipper sönder en blöja och tar reda på de superabsorbenter som finns inne i blöjan i form av ett granulatliknande pulver. Detta sväller man sedan i vatten och utsätter för vissa försök, som visar ämnets struktur och funktion.




Riktlinjer Gå till: Säkerhet

Experimentet görs lämpligen som elevförsök och passar för alla stadier. På de lägre stadierna är det kanske lämpligt att ta fram och väga upp ämnet först och sedan låta eleverna göra resten.




Säkerhet Gå till: Materiel

Kopparsalter är giftiga om de sväljs. Kalciumklorid är starkt hygroskopiskt. Undvik att andas in dammet som blir när du öppnar blöjorna för att ta fram superabsorbenten.

Små mängder kopparsalt, upp till några gram, kan spolas ned i vasken tillsammans med rikligt med vatten. Samma sak gäller kalciumklorid. Resterna från blöjorna är bara att kasta bort med soporna. Superabsorbenterna är biologiskt nedbrytbara även om det, som med all plast, tar tid.




Materiel Gå till: Förarbete

  • Blöjor av den nyare typen, t ex Libero eller Pampers. Dessa finns att få som gratisprover från tillverkarna eller att köpa i affären.
  • Sax
  • Vatten med karamellfärg i (om man vill - det går lika bra med vanligt vatten).
  • Några gram salt. Prova gärna något av följande salter:
  • Våg som kan väga 0,5 gram.
  • Bägare, liten ca 100 ml.
  • Bägare, större ca 250-500 ml.
  • Ev. sop och skyffel.



Förarbete Gå till: Utförande

  • Beställ eller köp blöjor.
  • Plocka fram det material som behövs.



Utförande Gå till: Förklaring

  • Dela ut en blöja, sax och bägare till varje grupp i klassen.
  • Grupperna skall nu klippa upp blöjan längs kanten för att få fram superabsorbenten, det är ett sockerliknande granulat som finns inne i bottenskiktet av blöjan. Det bör finnas ca 6 gram i en normalstor blöja.
  • Samla ihop detta i den lilla bägaren med så lite cellulosafibrer som möjligt. Undvik att andas in dammet!
  • Av detta granulat så kan gruppen väga upp 0,5-1 gram i en bägare som rymmer 250 ml.
  • Sedan så droppar man ner vatten i bägaren med absorbenten tills dess att den inte vill ta emot mera vatten. Det är mycket fascinerande att se hur mycket vatten som binds upp. Det rör sig om ca 200 ml till 1 gram superabsorbent.
  • Tillsätt lite av saltet och rör om. Se hur gelen snabbt förlorar sitt vatten.

Variation

Man kan även ta tillvara och kontrollera andra saker i blöjan.

  • Håll i ytskiktet och droppa på vattendroppar. Kontrollera om de ligger kvar som droppar eller om de absorberas och sugs in i skiktet. Vänd sedan på ytskiktet och droppa vatten där och se om det är någon skillnad. Vilken sida är vänd mot barnet? Ytskiktet har en större genomsläplighet åt ena hållet än åt det andra.
  • Det finns flera olika skikt av vadd inne i blöjan. Väg upp lika mängder av vadd i bägare, ha gärna med vanlig bomull som jämförelse. Häll sedan på vatten och jämför hur fort och hur mycket vätska de olika sorterna suger upp. Kan man dra några slutsatser till resultatet?
  • Som introduktion till en friare variant av laboration så kan man hälla mycket vatten i en blöja. Låta denna ligga och dra in för att sedan kasta den t ex till någon elev för att väcka klassens nyfikenhet. Sedan så låter man klassen själv undersöka några torra samt den blöta blöjan för att själva komma underfund med hur det är möjligt att blöjan inte ens är fuktig.
  • Ett annat sätt att börja lektionen på är att se någon av de underbara reklamfilmer som finns om ämnet för att undersöka om det finns någon sanning i budskapet.



Förklaring Gå till: Bakgrundsfakta

Blöjan Har ett ytskikt som vätskan snabbt passerar igenom. Inuti blöjan ligger fibermaterial och korn av superabsorbenten. Superabsorbenten består av långa polymerkedjor som har en stor mängd karboxylgrupper (-COO-). Dessa grupper är negativt laddade och har en förmåga att binda upp vatten. På grund av att polymerkedjorna bildar ett tredimensionellt nätverk så hålls alltsammans på plats. Vi får en gel som är ett mellanting mellan ett fast ämne och en vätska. När salt tillsätts så binds de positiva saltjonerna (t ex Na+, Cu2+ eller Al3+) till karboxylgrupperna i stället för vattnet. Vattnet frigörs därför från gelen.




Bakgrundsfakta Gå till: Flera

Bild: Ó Svante Åberg

Polymeren

Superabsorbenten består av en stor polymer (=en lång molekyl som består av en ihopkoppling av flera små molekyler). Polyakrylat är en vanlig superabsorbent. Ryggraden i polymeren är en kolkedja. På denna kedja så sitter det på varannat kol en kort ogrenad kolkedja med en karboxylsyragrupp ytterst. Denna är dock avprotonerad och omgjord till ett salt med natrium som motjon.


Bild: Ó Svante Åberg

När man sedan häller på vatten, som är polärt, på denna så utvidgar den sig på så sätt att natriumjonen binder till sig sex stycken syren i vattenmolekylerna, och karboxylsyran som är negativt laddad attraherar väteatomerna i vattenmolekylerna. Man kan se detta som en form av osmos. Detta gör att flera vattenmolekyler nästlar in sig i polymeren. Denna sväller upp så mycker som den kan för att neutralisera sina joner så mycker som möjligt. När den inte rymmer mera vatten så blir massan mättad och blöt.


Tillsats av salt

Bild: Ó Svante Åberg

Det är lätt att kontrollera detta med bindningen till joner. Man börjar med att mäta upp ca 10 g av den svällda gelen i tre stycken bägare. Till dessa så sätter man sedan tre salter ca 0,1 g i en bägare var. Salterna bör vara en-, två-, och trevärda. Man kan t ex använda natriumklorid (NaCl), koppar(II)klorid (CuCl2) samt aluminiumklorid (AlCl3).

I bägaren med kopparjoner (Cu2+) i är det mycket lätt att se vart jonerna tar vägen. Kopparjonerna är nämligen blåfärgade och man ser då att de hamnar i granulatkornen i gelen. Kopparjonerna är fördelaktigare för karboxylsyrans jon att binda till än vad vattnet är. Istället för vatten så binder granulatet till kopparjonerna, men dessa är ju tvåvärda så kopparen vill binda till två karboxylsyror så på så sätt så konkurreras ännu mera vatten ut och vår gel tappar formen och blir mycket vattnig. Då det gäller aluminiumsaltet så är de ju trevärda och då binder varje aluminiumjon Al3+) till tre karboxylsyror och vi får en mer blaskig gel än med koppar. Natrium är ju bara envärd som jon och konkurrerar inte ut lika mycket vatten och denna gel blir fastast, men inte lika fast som den var i före tillsats av salt.


Övrigt

Gelen går både att frysa och att värma.

Av blöjmarknaden i Sverige så är det 95 % av småbarnen som har engångsblöjor. Av dessa så har Libero och Pampers 80 % av marknadsandelarna. Dessa två blöjtyper är dock inte miljömärkta vilket många av de övriga engångsblöjorna är. Detta beror på att kravet för att få en blöja miljömärkt är att den innehåller max 30 % plast och till plast så räknas även superabsorbenten, eftersom den är en polymer. Ju mer superabsorbent man använder desto tunnare kan blöjan göras. Detta på grund av att alternativet till absorbenten, cellulosan, "bara" suger upp 5-7 gånger sin egen vikt. Men tester i råd och rön visade att miljögodkända blöjor inte alls är sämre än marknadsjättarna.

Superabsorbenterna används även som kylmedium vid transporter då den höga vattenhalten håller en jämn temperatur på det som skall transporteras.

Mellan cellerna i djur så finns det ett geléartat ämne som påminner mycket om superabsorbenterna till struktur och konsistens.




Flera Gå till: Referenser


Hygien
Att döda bakterier - kan Klorin & Javex va´ nå´t? Att döda bakterier - kan Klorin & Javex va´ nå´t?
Den omöjliga tvålen - den är preparerad! Den omöjliga tvålen - den är preparerad!
Gör din egen tandkräm Gör din egen tandkräm
Superabsorbenter i blöjor Superabsorbenter i blöjor
Tillverka din egen deodorant Tillverka din egen deodorant
Tillverka din egen tvål, del 2: Parfymera och färga tvålen Tillverka din egen tvål, del 2: Parfymera och färga tvålen
Tillverka rengöringskräm Tillverka rengöringskräm

Hårt vatten
Den omöjliga tvålen - den är preparerad! Den omöjliga tvålen - den är preparerad!
Framställ en detergent Framställ en detergent
Gör hårt vatten mjukt Gör hårt vatten mjukt
Salta isen Salta isen
Superabsorbenter i blöjor Superabsorbenter i blöjor
Tvätta i hårt vatten Tvätta i hårt vatten
Vad är skillnaden mellan maskin- och handdiskmedel? Vad är skillnaden mellan maskin- och handdiskmedel?
Vattenrening Vattenrening

Osmos
Gelégodis i vatten Gelégodis i vatten
Maskrosen som krullar sig Maskrosen som krullar sig
När flyter potatisen? När flyter potatisen?
Osmos i ett ägg Osmos i ett ägg
Osmos i potatis Osmos i potatis
Superabsorbenter i blöjor Superabsorbenter i blöjor

Polymerer
Blev disken ren? Blev disken ren?
Bränna papper Bränna papper
Elektrofores av grön hushållsfärg Elektrofores av grön hushållsfärg
Framställ låglaktosmjölk Framställ låglaktosmjölk
Frigolit i aceton Frigolit i aceton
Gore-Tex, materialet som andas Gore-Tex, materialet som andas
Gummi och lösningsmedel Gummi och lösningsmedel
Gummibandets elasticitet Gummibandets elasticitet
Gör din egen limfärg Gör din egen limfärg
Hockey-visir Hockey-visir
Hur kan man göra kläder av plast? Hur kan man göra kläder av plast?
Hur moget är äpplet? Hur moget är äpplet?
Identifiera plasten Identifiera plasten
Indikatorpärlor Indikatorpärlor
Innehåller koksaltet jod? Innehåller koksaltet jod?
Kallrörd vaniljkräm och saliv Kallrörd vaniljkräm och saliv
Kan man tapetsera med abborrar? Kan man tapetsera med abborrar?
Modellmassa av mjölk Modellmassa av mjölk
Målarfärgens vattengenomsläpplighet Målarfärgens vattengenomsläpplighet
Pektin och marmeladkokning Pektin och marmeladkokning
Platta yoghurtburkar Platta yoghurtburkar
Popcorn Popcorn
Slime Slime
Studsboll Studsboll
Stärkelse och vatten - fast eller flytande? Stärkelse och vatten - fast eller flytande?
Superabsorbenter i blöjor Superabsorbenter i blöjor
Tillverka din egen deodorant Tillverka din egen deodorant
Tillverka papperslim Tillverka papperslim
Vad händer när degen jäser? Vad händer när degen jäser?
Varför färgas textiler olika? Varför färgas textiler olika?
Varför kan man steka i smör och olja men inte i lättprodukter? Varför kan man steka i smör och olja men inte i lättprodukter?
Varför smäller inte ballongen? Varför smäller inte ballongen?
Växtfärga med rödbetor enligt receptet från Västerbotten Växtfärga med rödbetor enligt receptet från Västerbotten

Salt
Att göra bly Att göra bly
Att vara kemisk detektiv Att vara kemisk detektiv
Badbomber Badbomber
Bestämning av antalet kristallvatten i kopparsulfat Bestämning av antalet kristallvatten i kopparsulfat
Blev disken ren? Blev disken ren?
Brus-raketen Brus-raketen
Cyanotypi - den gammeldags blåkopian Cyanotypi - den gammeldags blåkopian
Den bästa bulldegen Den bästa bulldegen
Den frysande bägaren Den frysande bägaren
Den omöjliga tvålen - den är preparerad! Den omöjliga tvålen - den är preparerad!
Diffusion av kopparjoner Diffusion av kopparjoner
Diffusionshastigheten hos ammoniak respektive väteklorid - en jämförelse Diffusionshastigheten hos ammoniak respektive väteklorid - en jämförelse
Dokumentäkta bläck ur te Dokumentäkta bläck ur te
Elektrofores av grön hushållsfärg Elektrofores av grön hushållsfärg
Elektrokemisk skrift Elektrokemisk skrift
En märklig planta En märklig planta
Ett gammalt tvättmedel, del 1: Salt ur björkaska Ett gammalt tvättmedel, del 1: Salt ur björkaska
Ett gammalt tvättmedel, del 2: Tvål ur saltet Ett gammalt tvättmedel, del 2: Tvål ur saltet
Falu rödfärgspigment ur järnvitriol Falu rödfärgspigment ur järnvitriol
Framkalla fotopapper Framkalla fotopapper
Framställ en detergent Framställ en detergent
Fryspunktsnedsättning Fryspunktsnedsättning
Guldpeng av mässing Guldpeng av mässing
Gör din egen limfärg Gör din egen limfärg
Gör din egen tandkräm Gör din egen tandkräm
Gör hårt vatten mjukt Gör hårt vatten mjukt
Göra lim av kasein Göra lim av kasein
Hur fungerar en torrboll? Hur fungerar en torrboll?
Hur gör man kakan porös? Hur gör man kakan porös?
Hur moget är äpplet? Hur moget är äpplet?
Hur smakar salmiak? Hur smakar salmiak?
Höna med gummiben? Höna med gummiben?
Indikatorpapper för plus och minus på batteriet Indikatorpapper för plus och minus på batteriet
Innehåller koksaltet jod? Innehåller koksaltet jod?
Karbidlampan Karbidlampan
Kemi i en brustablett Kemi i en brustablett
Kemi i en plastpåse Kemi i en plastpåse
Kemi med zinkjodid, del 1: Framställning Kemi med zinkjodid, del 1: Framställning
Kemisk jämvikt hos ett osynligt bläck Kemisk jämvikt hos ett osynligt bläck
Kemisk klocka med jod Kemisk klocka med jod
Kemisk vattenrening Kemisk vattenrening
Kristallodling Kristallodling
Kristallvatten i kopparsulfat Kristallvatten i kopparsulfat
Luftfuktighet och rostbildning Luftfuktighet och rostbildning
Maskrosen som krullar sig Maskrosen som krullar sig
Massverkans lag och trijodidjämvikten Massverkans lag och trijodidjämvikten
Modellmassa av mjölk Modellmassa av mjölk
När flyter potatisen? När flyter potatisen?
Osmos i potatis Osmos i potatis
Osynligt bläck Osynligt bläck
Pulversläckare Pulversläckare
Rengöra silver Rengöra silver
Salta isen Salta isen
Saltat islyft Saltat islyft
Saltkristaller av en aluminiumburk Saltkristaller av en aluminiumburk
Självantändning med glycerol och permanganat Självantändning med glycerol och permanganat
Studsboll Studsboll
Superabsorbenter i blöjor Superabsorbenter i blöjor
Surt regn Surt regn
Tag bort rost med elektrisk ström Tag bort rost med elektrisk ström
Tag bort rostfläcken med det ämne som gör rabarber sura Tag bort rostfläcken med det ämne som gör rabarber sura
Testa C-vitamin i maten Testa C-vitamin i maten
Tillverka din egen deodorant Tillverka din egen deodorant
Tillverka din egen tvål, del 1: Själva tvålen Tillverka din egen tvål, del 1: Själva tvålen
Tillverka en ytspänningsvåg Tillverka en ytspänningsvåg
Tillverka Falu rödfärg enligt gammalt recept Tillverka Falu rödfärg enligt gammalt recept
Tillverka fotopapper Tillverka fotopapper
Tillverka rengöringskräm Tillverka rengöringskräm
Tillverka tomtebloss Tillverka tomtebloss
Tvätta i hårt vatten Tvätta i hårt vatten
Utfällning av aluminium Utfällning av aluminium
Utsaltning av alkohol i vatten Utsaltning av alkohol i vatten
Vad innehåller mjölk? Vad innehåller mjölk?
Vad är det i saltet som smakar salt? Vad är det i saltet som smakar salt?
Vad är skillnaden mellan maskin- och handdiskmedel? Vad är skillnaden mellan maskin- och handdiskmedel?
Varför rostar järn och hur kan man förhindra det? Varför rostar järn och hur kan man förhindra det?
Varför äter vi Samarin? Varför äter vi Samarin?
Vattenrening Vattenrening
Växtfärga med rödbetor enligt receptet från Västerbotten Växtfärga med rödbetor enligt receptet från Västerbotten
Åka hiss Åka hiss
Ärg på en kopparslant Ärg på en kopparslant

Vätebindning
Avdunstning och temperatur Avdunstning och temperatur
Blandningar av lösningsmedel Blandningar av lösningsmedel
Bränna papper Bränna papper
Den brinnande sedeln Den brinnande sedeln
DNA ur kiwi DNA ur kiwi
Frigolit i aceton Frigolit i aceton
Färga ullgarn med svampar Färga ullgarn med svampar
Färgämnen i M&M Färgämnen i M&M
Hockey-visir Hockey-visir
Hur kan man göra kläder av plast? Hur kan man göra kläder av plast?
Hur smakar salmiak? Hur smakar salmiak?
Kan man tapetsera med abborrar? Kan man tapetsera med abborrar?
Kristallvatten i kopparsulfat Kristallvatten i kopparsulfat
Löslighet och pH - En extraktion Löslighet och pH - En extraktion
Maizena gör motstånd Maizena gör motstånd
När 1 plus 1 inte är 2 När 1 plus 1 inte är 2
Pektin och marmeladkokning Pektin och marmeladkokning
Permanenta håret Permanenta håret
Salta isen Salta isen
Saltat islyft Saltat islyft
Slime Slime
Snöflingeskådning Snöflingeskådning
Studsboll Studsboll
Superabsorbenter i blöjor Superabsorbenter i blöjor
Såpbubblor Såpbubblor
Utsaltning av alkohol i vatten Utsaltning av alkohol i vatten
Varför färgas textiler olika? Varför färgas textiler olika?
Varför slipper bilen varma yllekläder på vintern? Varför slipper bilen varma yllekläder på vintern?
Visa ytspänning med kanel Visa ytspänning med kanel
Växtfärga med rödbetor enligt receptet från Västerbotten Växtfärga med rödbetor enligt receptet från Västerbotten



Referenser Gå till: Introduktion

  1. Frederic L. Buchholz, "Superabsorbent Polymers", J. Chem. Educ., 1996, Vol. 73, No. 6, pp. 512-515.
  2. Frederic L. Buchholz, "Recent Advances in Superabsorbent Polyacrylates", Trends in polymer science, 1994, 2(8), 277-281.
  3. Anne Meisner, "Blöjtest", Råd och Rön, 1996, 10, 11-13.
  4. Informationsbroschyrer, Libero och Pampers.
  5. Frederic L. Buchholz, Journal of Chemical Education, 1996, 73(6), 512-515.
  6. Författare, Fun With Chemistry, Vol. 2, Årtal, Experiment 69, Institute for Chemical Education.
  7. B. Z. Shakhashiri, Chemical Demonstrations, Vol. 3, 368-371, 1989, University of Wisconsin Press, Madison.
  8. Polyacrylates, Macrogalleria
    http://www.psrc.usm.edu/macrog/acrylate.htm (2003-05-24)
  9. Polyelectrolytes, Macrogalleria
    http://www.psrc.usm.edu/macrog/electro.htm (2003-05-24)
  10. Superabsorbent ett märkligt svällande pulver, Ingenjör Lundströms experiment
    http://www.ingenjorn.com/LEVEL2/super1.htm (2003-05-24)
  11. Superabsorbent Polymers, Erin Pytlik, Daryl Molino, Joseph Moritz
    http://www.eng.buffalo.edu/Courses/ce435/Diapers/Diapers.html (2007-05-09)




[ Tillbaka till start | Tillbaka till experimenten ]


Skol-Kemi är en satsning av kemi-institutionen vid Umeå Universitet.

Kontaktperson: Svante Åberg, Analytisk Kemi, Umeå Universitet, 901 87 Umeå.
E-mail: Svante.Aberg@chem.umu.se
Telefon: 090-786 54 84

© Copyright, Svante Åberg, 1998. All rights reserved.